Durante décadas, el acceso a los materiales compuestos de mejor rendimiento del mundo fue un privilegio de unos pocos países. En el caso de la fibra de carbono de alto rendimiento, Japón y Estados Unidos han controlado este mercado con una combinación de avances tecnológicos y regulaciones de exportación diseñadas explícitamente para mantener fuera a China.
El pasado mes de marzo vimos que este equilibrio había cambiado cuando la empresa estatal china CNBM (China National Building Material Group) presentado en París la primera producción en masa del mundo de fibra de carbono de grado T1200, el nivel más alto en la escala de resistencia a la tracción de este material.
¿Qué es el T1200? Como explicamos hace un tiempo, en el mundo de la fibra de carbono la letra T seguida de un número es una clasificación de resistencia directa. Cuanto mayor sea el número, más fuerza podrá soportar el material antes de romperse. T1200 tiene una resistencia a la tracción de más de 8 gigapascales (GPa), lo que lo hace aproximadamente diez veces más resistente que el acero convencional, con una densidad de sólo una cuarta parte de la del acero y un diámetro de filamento inferior a una décima parte de un cabello humano.
Respectivamente contado CCTV, un cable de poco más de dos milímetros de espesor y compuesto por 120.000 de estos filamentos, es capaz de transportar un autobús con 54 pasajeros.
Más empresas se están sumando a esta fibra. China demostró su destreza en JEC World en París, pero las industrias ya se han puesto en funcionamiento. PetroChina anunció a finales de abril la inauguración de su primer proyecto de fibra de carbono Alto rendimiento en la ciudad de Jilin, con una inversión de alrededor de 1.300 millones de yuanes (unos 180 millones de dólares). Es relevante porque ya no se trata solo de CNBM, ya que el gigante energético estatal está ingresando al sector, aprovechando su dominio en la cadena de suministro.
Zhongfu Shenying, filial de CNBM, ha vuelto a encargar producción adicional una nueva planta de 10.000 toneladas Métricas de fibra estándar. La idea de China es construir un ecosistema industrial vertical, que incluya el dominio de técnicas de producción de fibra de carbono de alto rendimiento.
China no pudo producirlo durante décadas. La fibra de carbono de alto rendimiento ha estado en la lista de tecnologías de doble uso durante décadas en el Acuerdo de Wassenaar, el sistema multilateral de control de exportaciones creado en 1996 con 42 países miembros que incluyen a Japón y Estados Unidos, pero no a China.
Según la Asociación de la Industria de Compuestos de China, el acuerdo restringe la exportación de fibra de carbono con alto módulo (a partir del grado T800) a terceros países. Esto significa que, en la práctica, acceder a materiales por encima de este umbral requería fabricarlos en casa o conseguirlos a través de medios alternativos. China no tuvo su primer T300 hasta 2008. De ahí al T1200 pasaron menos de veinte años. A Japón le tomó 43 seguir el mismo camino.
Cómo China se ha acelerado tanto. El modelo que se ha repetido muchas veces y en otros sectores: el capital estatal, la investigación universitaria y la capacidad industrial funcionan como un ecosistema coordinado, con el mismo enfoque que China ha aplicado a los semiconductores, las baterías o los vehículos eléctricos. En este caso, la protagonista es CNBM, que desarrolló la fibra a través de Zhongfu Shenying Carbon Fiber.
Zhou Yuxian, presidente de CNBM, contado La presentación decía que el país había demostrado “capacidades totalmente independientes y controlables a lo largo de toda la cadena industrial”, desde los equipos hasta la transición del laboratorio a la producción en masa. Chen Qiufei, jefe de investigación y desarrollo del T1200 en Zhongfu Shenying, agregado Además, el nuevo grado mejora la durabilidad del anterior T1100 en más de un 14% y permite reducir el peso del equipo en más de un 10% en las áreas de aplicación.
¿Quién ha sido el líder del mercado hasta ahora? Toray Industries, una empresa japonesa, domina el mercado mundial con una capacidad de producción de 29.100 toneladas al año. También desarrolló su propio T1200 con una potencia de 8 GPa, pero aún no ha anunciado una línea de producción en masa equivalente a la de CNBM. Mitsubishi Chemical, otro gigante japonés, Publicidad planea duplicar su capacidad de alto rendimiento antes de 2027. La empresa surcoreana Hyosung Advanced Materials quiere alcanzar las 24.000 toneladas anuales en 2028. Sin embargo, del lado americano, Hexcel es considerado el principal proveedor de fibra de carbono para los programas aeroespaciales y militares estadounidenses.
¿Dónde se usa? Las fibras de carbono de alto rendimiento se han utilizado durante décadas en aviones de combate, misiles, satélites y fuselajes militares precisamente porque combinan una resistencia extrema con una ligereza extrema. Con el T1200 va aún más lejos. Respectivamente contado Ingeniería interesante: el material podría redefinir los límites de la fabricación de aviones militares de quinta y sexta generación. En el sector civil, la aviación comercial ya consume alrededor del 76% de la fibra de carbono del mundo, y el T1200 permitiría una reducción adicional del peso estructural en plataformas como el Boeing 787 o el Airbus A350.
En el sector energético, los tanques de hidrógeno a alta presión Utiliza estructuras de fibra de carbono. para soportar la presión con el menor peso posible. China también ha señalado aplicaciones en robótica humanoide y la llamada “economía de baja altitud” (drones, taxis voladores y movilidad aérea urbana). La empresa espacial china Welight Technology ya opera un cohete cuya estructura está hecha de aproximadamente un 90% de compuestos de fibra de carbono, lo que permite una reducción de peso del 25 al 30% en comparación con estructuras metálicas equivalentes.
Foto de portada | Zhongfu Shenying
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